SL.ing. Tâmpu Cătălin Cristea Ștefănel [304143]

ROMÂNIA

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE

UNIVERSITATEA „VASILE ALECSANDRI”

DIN BACĂU

FACULTATEA DE INGINERIE INDUSTRIALĂ

LUCRARE DE LICENȚĂ

Coordonator științific: Absolvent: [anonimizat].ing. Tâmpu Cătălin Cristea Ștefănel

Bacău

2017

ROMÂNIA

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE

UNIVERSITATEA „VASILE ALECSANDRI”

DIN BACĂU

FACULTATEA DE INGINERIE INDUSTRIALĂ

Analiza influenței parametrilor de prelucrare asupra cantității suprafeței la operațiile de frezare

Coordonator științific: Absolvent: [anonimizat].ing. Tâmpu Cătălin Cristea Ștefănel

Bacău

2017

CUPRINS

INTRODUCERE…………………………………………………………. 4

Capitolul I: Frezare/Generalități………………………………….. 5

I.1. Frezare…………………………………………………………… 5

I.2. Tipuri de operații(scule)…………………………………… 5

I.3. Tipuri de mașini de frezat………………………………… 28

Capitolul II: Routing (Rutare)…………………………………….. 33

II.1. Stadiul tehnicii……………………………………………… 33

II.2. Obiectiv lucrare…………………………………………….. 33

Capitolul III: Condiții experimentale…………………………… 33

III.1. Prezentare utilaj…………………………………………… 33

III.2. Material………………………………………………………. 51

III.3. Program rutaj………………………………………………. 52

Capitolul IV: rezultate și discuții…………………………………. 56

IV.1. Condiții experimentale…………………………………. 56

IV.2. Rezultate…………………………………………………….. 56

IV.3. Concluzii……………………………………………………. 58

Capitolul V: Traseu tehnologic……………………………………. 65

BIBLIOGRAFIE………………………………………………………… 70

INTRODUCERE

Majoritatea pieselor componente ale mașinilor și aparatelor pentru care se cere precizie și netezirea corespunzătoare a suprafețelor sunt supuse unui proces de prelucrare mecanică prin așchiere .Prelucrarea prin așchiere presupune îndepărtarea de pe suprafața semifabricatului a adausului de prelucrare . .

[anonimizat] a [anonimizat] ,precum și pentru a se reduce consumul de scule așchietoare .[anonimizat] ,așa cum s-a subliniat mai sus . .

Cu ajutorul sculelor așchietoare are loc desprinderea stratului de material de pe suprafața unei piese și generarea unei suprafețe de o anumită formă și dimensiuni pentru ca procesul de așchiere să poată fii realizat este necesar ca scula așchietoare să îndeplinească anumite condiții legate de forma sa geometrică și de proprietățiile materialului din care este executată.

[anonimizat] .

Așchierea se realizează datorită efortului aplicat sculei așchietoare care învinge rezistența materialului .Mărimea efortului aplicat asupra sculei ,pentru a produce aschierea ,depinde de materialul piesei de prelucrat ,de materialul și geometria sculei așchietoare ,de parametri regimului de așchiere .

Direcția forței de așchiere aplicată asupra cuțitului este orientată în spațiu în funcție de geometria sculei așchietoare,poziția acesteia în raport cu piesa etc. .

Strunjirea este operația de prelucrare prin așchiere pe mașini-unelte numite strunguri .

La această prelucrare ,piesa execută mișcarea principală de așchiere (mișcarea de rotație ),iar scula mișcarea de avans (mișcarea rectiliniu longitudinală ,transversală sau combinată).Strungurile au o pondere foarte mare în atelierele de prelucrări mecanice prin așchiere.Aceste mașini unelte se folosesc la producția individuală ,în serie și masă,precum și în atelierele de întreținere și de reparații.

Capitolul I: Frezare/Generalitati

I.1. Frezare

Prelucrarea suprafețelor prin frezare se realizează în majoritatea cazurilor prin asocierea mișcării principale de rotație a sculei – freza – cu o mișcare secundară de avans, pe care o execută fie piesa, fie scula, în funcție de construcția și cinematica mașinii de frezat. .

Varietatea procedeelor de prelucrare prin frezare, multiplele posibilități pe care le oferă, productivitatea ridicată fac ca frezarea să reprezinte, după strunjire, procedeul de cea mai largă răspândire în prelucrarea metalelor prin așchiere. .

Genetaroarea suprafețelor frezate este materializată prin profilul sculelor, directoarea fiind determinată de direcția de deplasare a sculei sau a piesei în cadrul mișcării de avans. La unele operații de frezare executate pe mașini specializate (de exemplu la frezări cu freze melc), prelucrarea se realizează cu generatoare cinematică, profilul piesei fiind obținut prin rulare. În sfârșit, la frezarea unor suprafețe de profil complex se apelează la generatoarea programată. Programul poate fi imprimat pe un portprogram (șablon sau model) sau poate fi de tip codificat, imprimat pe bandă perforată sau magnetică..

Dinții frezelor participă periodic și pentru un timp limitat la procesul de așchiere, ridicând așchii de grosime variabilă. . Discontinuitatea contactului dintre dinții frezelor și piesă face ca solicitarea termică a sculelor să fie mai redusă, ceea ce sporește durabilitatea acestora și dă posibilitatea utilizării unor regimuri de lucru intensive. Pe de altă parte, însă, așchierea discontinuă și neuniformitatea grosimii așchiei determinș variații pronunțate ale solicitărilor. În consecință se impune dimensionarea organelor de transmitere a mișcărilor corespunzător dinamicii procesului de așchiere, precum și luarea unor măsuri de uniformizare a turației sculei și de diminuare a fenomenelor vibratorii generate în cursul prelucrării. .

I.2. Tipuri de operații(scule)

Frezarea este operația de prelucrare mecanică prin așchiere pe mașini-unelte de frezat, cu scule numite freze.

Freza este o sculă așchietoare cu mai multe tăișuri, pentru prelucrarea suprafețelor plane și profilate, a canalelor de diferite forme etc. .

Fig. 1. Procesul de prelucrare prin frezare

În cazul frezării, mișcarea principală de așchiere este executată de sculă, iar mișcarea de avans de piesa de prelucrat (mai rar de sculă).

Regimul de așchiere la frezare este caracterizat de: .

Adâncimea de așchiere(t)

Avansul de așchiere(s)

Viteza de așchiere(v)

Adâncimea de așchiere este stabilită în funcție de mărimea adaosului de prelucrare și numărul de treceri adoptat. La frezare se urmărește ca întregul adaos de prelucrare să fie înlăturat într-o singură trecere. Dacă condițiile de precizie și calitate a suprafeței sunt ridicate, adaosul de prelucrare se îndepărteaza în două faze: frezare de degroșare și frezare de finisare.. .

Pentru a putea fi posibil procesul de frezare acesta are nevoie de:

Mișcare de avans

Mișcare de rotație

Mișcarea principală de așchiere se realizează cu viteza de așchiere v. Mărimea vitezei de așchirere se poate determina cu ajutorul unei relații experimentale sau se alege din normative in functie de: .

Schema de lucru adoptată

Natura și materialul sculei

Materialul de prelucrat

Aceasta se exprimă în [m/min].

Pentru a determina turația arborelul principal al mașinii se calculează viteza de așchiere.

N= [rot/min]

Unde:

V-viteza de așchiere

D-diametrul sculei așchietoare

NOTIUNI DE TEORIA ASCHIERII

Aspecte generale privind procesul de aschiere

Conditiile necesare realizarii procesului tehnologic de prelucrare prin aschiere

In constructia de masini, de utilaje si de aparate obiectul procesului de fabricatie il reprezinta realizarea pieselor avand formele geometrice, dimensiunile si calitatea suprafetelor in concordanta cu prescriptiile impuse de rolul functional si de conditiile reale de lucru. .

In timpul procesului tehnologic de aschiere se obtine modificarea formei si a dimensiunilor unor corpuri, in general metalice, prin detasarea surplusului de material sub forma de aschii, in scopul obtinerii unor suprafete cu anumite configuratii, intr-un camp de toleranta determinat, cu o rugozitate impusa. Corpurile care sufera modificari de forma poarta denumirea de piese sau semifabricate, iar surplusul de material, denumit si adaos de prelucrare, se indeparteaza sub forma de aschii cu ajutorul unor scule aschietoare, in timp ce intre piesa si scula exista o miscare relativa impusa, numita miscare de aschiere. .

Prelucrarea prin aschiere are la baza o propietate tehnologica, foarte importanta pentru oricare material, numita aschiabilitate (sau prelucrabilitate). Aschiabilitatea reprezinta capacitatea unui material de a permite modificarea  formei sale corespunzator scopului propus, prin desprinderea de particule sau microparticule materiale sub actiunea unei forte exterioare. .

Din cele prezentate mai sus rezulta ca la realizarea unui proces tehnologic de aschiere concura patru factori: piesa, miscarea de aschiere, scula si aschia. .

Desfasurarea procesului de aschiere presupune, in mod obligatoriu, existenta masinilor-unelte adecvate procedeului de generare a formelor si a preciziei de prelucrare, a sculelor aschietoare corespunzatoare cinematicii de aschiere, a semifabricatelor cu forme si dimensiuni apropiate de acelea ale piesei finite, a dispozitivelor de orientare si de fixare a semifabricatului, a mijloacelor de masurat si controlat etc. . .

Complexitatea sistemului tehnologic de aschiere depinde de gradul de complexitate a formei geometrice a piesei, de clasa de precizie  dimensionala si de  marimea rugozitatii suprafetelor generate care, la randul lor, depind de felul solicitarilor mecanice, de rolul functional si de conditiile de lucru. .

Orice sistem tehnologic de aschiere trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

sa contina in structura sa un sistem de actionare mecanic, hidraulic sau electric, capabil sa asigure cinematica corespunzatoare generarii formei geometrice a piesei prelucrate si sa dezvolte o putere suficient de mare pentru intretinerea procesului de aschiere; .

sa fie prevazut cu dispozitive corespunzatoare, care sa asigure orientarea si stabilitatea fixarii semifabricatului in raport cu celelalte elemente ale sistemului tehnologic; .

sa posede buna stabilitate dinamica si un grad ridicat de precizie de prelucrare;

semifabricatele trebuie sa aiba forme geometrice si dimensiuni cat mai apropiate de cele ale piesei finite;

sculele aschietoare sa prezinte geometria si proprietatile fizico-mecanice corespunzatoare tipului de piesa supusa prelucrarii;

sistemul tehnologic de aschiere trebuie sa fie prevazut cu mijloace adecvate de masurare si de control, capabile sa permita citirea cat mai exacta a marimilor supuse masurarii;

sistemul tehnologic de aschiere trebuie sa fie dotat cu mijloace adecvate de comanda manuala, automata sau asistata pe calculator, caracterizata prin comoditate in manuire si siguranta in exploatare;

sistemele de pozitionare si fixare a sculelor aschietoare sa fie caracterizate printr-un grad ridicat de rigiditate si stabilitate.

Structura procesului tehnologic de aschiere

Dintre toate procesele tehnologice, cel de prelucrare prin aschiere este cel mai complex. El se imparte in: operatii, asezari, pozitii, faze, treceri, manuiri si miscari. .

Operatia tehnologica este partea procesului tehnologic constand din transformarea directa, cantitativa si/sau calitativa a obiectului muncii intr-un produs finit sau semifabricat, cu anumite caracteristici masurabile, realizat cu ajutorul unor mijloace manuale sau cu un anumit utilaj. In cadrul unei operatii (ce se caracterizeaza prin continuitate) raman neschimbate: piesa sau piesele ce se prelucreaza, utilajul sau locul de munca, muncitorul sau echipa ce o executa. In functie de specificul procesului tehnolgic, operatia se imparte in asezari sau pozitii (functie de utilajul folosit). .

Asezarea  este o parte a operatiei care se excuta la o singura fixare a piesei sau a ansamblului in dispozitivul sau pe masina folosita la operatia considerata.

Pozitia este o parte a operatiei in cursul careia orientarea piesei ramane neschimbata in raport cu masina-unealta. In cazul prelucrarii pe pozitii in cadrul unei operatii, piesa se fixeaza o singura data. Prelucrarea pe pozitii are loc la masina-unealta la care piesele (sau sculele) se fixeaza intr-un dispozitiv rotativ care asigura schimbarea orientarii pieselor sau sculelor fata de masina in cursul operatiei. Inlocuirea asezarilor cu pozitii scurteaza timpul de prelucrare si constitue un element de progres in organizarea proceselor tehnologice de prelucrare mecanica a pieselor. O astfel de structura a operatiei se aplica la prelucrarea pieselor la masini semiautomate si automate. .

Faza este o parte a operatiei, care se realizeaza in cadrul unei asezari sau pozitii si se caracterizeaza prin utilizarea acelorasi unelte de munca si aceluiasi regim tehnologic, obiectul muncii suferind o singura transformare tehnologica. Prelucrarile mecanice pot fi realizate folosind faze simple, cand se prelucreaza o singura suprafata cu o singura scula, sau faze compuse, cand se prelucreaza simultan mai multe suprafete.

Invariabilitatea parametrilor regimului tehnologic la masinile-unelte trebuie inteleasa in sensul ca muncitorul nu intervine asupra organelor de conducere ale masinii si nu schimba vitezele si avansurile. Regimul de lucru in cursul unei faze poate fi insa modificat de un sistem cu actionare automata. Folosirea fazelor compuse scurteaza timpul de prelucrare al piesei. Ele sunt folosite la strungurile revolver, la masinile semiautomate si automate. .

Trecerea  este o parte a fazei caracterizata prin invariabilitatea pozitiei reciproce a sculei si suprafetei ce se prelucreaza si a regimului de lucru al masinii; in timpul unei singure treceri se indeparteza un singur strat de metal. O faza poate fi formata din mai multe treceri care se succed una dupa alta. Numarul de treceri poate fi redus prin alegerea corespunzatoare a semifabricatului, prin stabilirea rationala a adaosurilor intre faze etc.

Manuirea  consta dintr-un grup de miscari ale unui executant, determinate de un scop bine definit. .

Miscarea  este cel mai simplu element, masurabil in timp, al activitatii unui executant. Studiul manuirilor si miscarilor prezinta importanta la analiza proceselor tehnologice in vederea cresterii productivitatii muncii si la normarea tehnica. .

Semifabricate

Pentru procedeele de prelucrare prin aschiere, piesa initiala, delimitata in spatiu de suprafetele initiale care se afla intr-o anumita combinatie, poarta numele de semifabricat. Semifabricatele destinate prelucrarilor prin aschiere pot fi obtinute prin toate grupele de procedee tehnologice frecvent folosite: turnare, deformare plastica si sudare.

Suprafata semifabricatului, adica suprafata piesei inainte de prelucrare, poarta denumirea de suprafata initiala, iar cea obtinuta dupa prelucrare se numeste suprafata finala sau suprafata prelucrata. Suprafata piesei care se afla in contact cu taisul sculei in timpul prelucrarii sau urma lasata pe piesa de catre muchia aschietoare a sculei, intr-un ciclu de prelucrare, poarta denumirea de suprafata de aschiere (Fig. 2). .

Fig. 2. Suprafetele piesei:

a – la stunjirea frontala; b – la rabotare.

Fig. 3. Semifabricatul si piesa finita:

1, 2, 3, 4, 5 – suprafete prelucrate;

6, 7, 8 – suprafete initiale;

9 – adaos de prelucrare.

Stratul de material cuprins intre suprafeta initiala si suprafata prelucrata (Fig. 3) se numeste adaos de prelucrare.

Forma semifabricatului si marimea adaosului de prelucare depind de: natura materialului, procedeul tehnologic de obtinere, dimensiunile, greutatea si complexitatea formei piesei finite, precizia dimensionala si a pozitiei relative a suprafetelor, rugozitatea si caracterul productiei de realizare a piesei finite (individuala, serie mica, mijlocie, de masa). Pentru exemplificare, in figura 4. sunt prezentate modalitatile de obtinere a  unui arbore pornind de la diferite tipuri de semifabricat, marimea adaosului de prelucrare diferind substantial. .

Fig. 4. Adaosuri de prelucrare:

a – la obtinerea piesei prin aschiere din semifabricat bara;

b – la obtinerea piesei prin turnare sau matritare; c – piesa finita.

Cinematica aschierii

La toate procedeele clasice de prelucrare prin aschiere, prelucarea se bazeaza pe existenta unei miscari relative intre scula si semifabricat, numita miscare de aschiere.Aceasta miscare se executa cu viteza de aschiere ve (Fig. 5).

Miscarea de aschiere este, in general, o miscarea rezultanta, care ia nastere prin compunerea unor miscari absolute rectilinii, de rotatie, sau dupa o curba oarecare, pe care le executa scula si piesa in timpul aschierii. Miscarile absolute executate de catre scula si piesa  in procesul de aschiere se pot grupa in urmatoarele categorii: miscari principale si miscari de avans (secundare ).

Miscarea principala de aschiere este acea componenta a miscarii de aschiere care determina desprindrea aschiilor la un ciclu de prelucrare, adica la o rotatie sau la o cursa a piesei sau  a sculei. Miscarea principala de aschiere se executa cu o anumita viteza (viteza principala de aschiere) vc, de catre scula sau de catre piesa.

Miscarea de avans este acea componenta a miscarii de aschiere prin care se aduc  noi straturi de material in fata taisului sculei. Miscarea de  avans se poate efectua continuu si simultan  cu  miscarea principala (Fig. 5,a,b,c) sau intermitent si alternand cu aceasta (Fig. 5,d). Miscarea de avans se executa cu o viteza de avans vf. De asemenea, orice miscare de avans poate fi o miscare simpla (Fig. 5) sau o rezultanta a doua sau trei miscari de avans simple (Fig. 6).

Fig. 5. Miscarile caracteristice:

a – la strunjire; b – la burghiere; c – la frezare; d – la rabotare;

n(vc) – miscarea principala; fl , ft – miscari de avans.

Directia instantanee a miscarii de avans este denumita, in continuare, directie de avans, iar directia instantanee a miscarii principale, directie principala. Planul determinat de directia principala si de directia de avans este planul de lucru Pf.

In functie de directia miscarii de avans in raport cu semifabricatul se disting urmatoarele miscari de avans: longitudinal, transversal, circular sau tangential.

Avansul (notat cu f conform ISO 3002/3) reprezinta marimea deplasarii pe directia de avans efectuata in timpul unui ciclu al miscarii principale (rotatie, cursa dubla etc.) sau in timpul unei fractiuni din acest ciclu. .

In afara de miscarile principala si de avans, la diferitele procedee de prelucrare prin aschiere mai intervine si o alta categorie de miscari numite miscari de reglare.

Miscarea de reglare Mr (fig. 5) este acea miscare prin care se asigura o anumita adancime (grosime) a stratului de material indepartat. Ea se numeste si miscare de potrivire sau de pozitionare deoarece aduce scula in pozitia care asigura prelucrarea semifabricatului la o anumita cota. Aceasta miscare se efectueaza o singura data la inceputul prelucrarii sau dupa fiecare trecere, atunci cand grosimea stratului de material ce urmeaza a fi indepartat este mare si nu se poate indeparta la o singura trecere.

Fig. 6. Compunerea miscarilor de avans.

In functie de felul miscarilor absolute executate de catre scula si piesa, de directiile in care sunt  executate si de tipul sculelor aschietoare utilizate se disting diferite procedee de prelucrare prin aschiere (tab.1.1). .

Tabelul 1.1. Cinematica si definitia principalelor procedee de    prelucrare  prin aschiere

Observatie : I – miscarea principala de aschiere;  II, III . – miscari de avans.

Scula aschietoare

Una din conditiile necesare realizarii procesului de aschiere consta in existenta unor scule aschietoare (cutite, burghie, freze, alezoare, discuri abrazive s.a.) caracterizate printr-o geometrie si proprietati fizico-mecanice corespunzatoare.

A. Geometria constructiva a sculelor aschietoare

Utilitatea sculelor aschietoare consta in participarea acestora la procesul de generare a suprafetelor unei piese, prin indepartarea simultana sau succesiva a straturilor de material ce alcatuiesc adaosul de prelucrare. Marea varietate a procedeelor de prelucrare prin aschiere presupune existenta unor scule aschietoare de constructii diferite, dar a caror parte activa contine, principial, aceleasi elemente geometrice .

In general, o scula aschietoare se compune din 3 parti distincte (Fig. 7): partea activa, de aschiere 1;  corpul sculei 2;  partea de fixare sau de prindere 3.

Partea activa a sculei este acea parte care contribuie la formarea aschiei ca urmare a miscarii relative intre scula si piesa de prelucrat, participand in mod direct la desprinderea aschiei, la generarea suprafetei prelucrate, la indepartarea, la dirijarea si la evacuarea aschiei si, in anumite cazuri, la ghidarea sculei in procesul de aschiere.

Fig. 7. Partile componente ale sculei:

1 – partea activa;  2 – corpul;  3 – partea de fixare.

Datorita analogiei care se poate stabilii  intre partea activa a oricarei scule aschietoare si partea activa a cutitului simplu (cutitul de strung), in cele ce urmeaza exemplificarile se vor face, in special, pentru acesta din urma. Aceasta particularizare nu modifica caracterul de generalitate pentru definitiile prezentate.

Partea activa a unui cutit simplu (conform ISO 3002/1) este compusa din urmatoarele elemente (fig.1.8):

– fata de degajare , care  exercita forta de aschiere asupra stratului de aschiere si pe care aluneca aschia detasata;

– fata de asezare principala  (in contact cu suprafata de aschiere, de-a lungul muchiei aschietoare principale) si fata de asezarea secundara (in contact cu suprafata prelucrata, de-a lungul muchiei de aschiere principale);

– muchia principala de aschiere (s), reprezentand linia de intersectie a fetei de degajare cu fata de asezare principala;

– muchia secundara de aschiere (s′), este linia de intersectie a fetei de degajare cu fata de asezare secundara;

Fig. 8. Partile componente ale zonei active a cutitului simplu.

– taisul sculei aschietoare (S0), este unghiul diedru solid format in jurul unei muchii de suprafata de degajare si, respectiv, de suprafetele de asezare;

– virful taisului V este unghiul triedru format de fata de degajare si cele doua fete de asezare;

– fateta de degajare , fateta de asezare principala si fateta de asezare secundara  sunt tesiturile executate in apropierea muchiilor corespunzatoare, avand alte unghiuri decat fetele respective;

– raza de rotunjire rε, sau raza varfului, este raza cercului de racordare a doua muchii aschietoare vecine;

– raza de ascutire rβ, sau raza de bontire, este raza cercului de racordare dintre urmele fetelor de degajare si de asezare, intr-un plan de sectionare perpendicular pe muchie;

– taisul principal S si respectiv secundar S′ sunt taisurile corespunzatoare muchiilor respective.

La sculele complexe (freze profilate, brose, alezoare), pe langa elementele de baza prezentate, mai apar o serie de elemente: canale pentru inglobarea si evacuarea aschiilor, fragmentatoare de aschii, canale pentru conducerea lichidelor de aschiere (de racire-ungere), fatete si taisuri auxiliare (fig.1.9.)

Partea  activa a  sculelor  aschietoare  este  realizata  fie  direct  pe  corpul sculei, fie asamblata demontabil ori nedemontabil pe acesta.

Pentru pozitionarea si fixarea sculei in dispozitivele de prindere ale masinii-unelte, pe un arbore sau dorn port-scula, aceasta prezinta o parte de pozitionare-fixare sub forma de coada (paralelipipedica, cilindrica, conica) sau de alezaj.

Pentru definirea parametrilor geometrici ai unei scule care sa corespunda unor necesitati functionale trebuie stabilit mai intai un sistem de referinta. In general se utilizeaza trei sisteme de referinta pentru a defini si a determina unghiurile sculei:

– sistemul de referinta constructiv, care determina unghiurile                    constructive ale sculei, obtinute prin ascutire;

– sistemul de referinta functional (efectiv), care determina unghiurile efective obtinute in cursul procesului de aschiere;

– sistemul de referinta cinematic, care leaga sistemul de referinta constructiv de cel efectiv si impreuna definesc orientarile relative ale miscarilor sculei aschietoare, in raport cu piesa de prelucrat.

In cele ce urmeaza va fi prezentat numai sistemul de referinta constructiv.

Sistemul de referinta constructiv defineste asezarea sculei in vederea prelucrarii si reascutirii, valorile parametrilor unghiulari determinand forma partii active a sculei, realizata prin ascutire. Sistemul de referinta constructiv (Fig. 9) este format, in principal,  din:

– planul de baza constructiv (Pr )- planul care trece prin punctul de aschiere considerat pe muchia aschietoare, perpendicular pe directia miscarii principale; el este paralel cu o suprafata de bazare ce cuprinde cele doua miscari de avans, la sculele fara axa de rotatie, iar la sculele cu axa de rotatie este planul care trece prin punctul considerat pe muchia aschietoare si axa de rotatie a sculei;

– planul muchiei aschietoare constructiv (PT) – planul care trece prin muchia aschietoare tangent la suprafata de aschiere si este perpendicular pe planul de baza constructiv;

– planul de masurare constructiv (Po) – planul perpendicular pe cele doua plane definite mai sus.

Fig. 9. Sistemul de referinta constructiv.

Acest sistem de referinta contine si alte plane, necesare pentru executia si ascutirea sculelor, precum planul de lucru Pf, planul posterior Pp, planul normal pe muchia aschietoare Pn s.a.

In raport cu sistemul de referinta constructiv se definesc unghiurile pe care le au suprafetele si muchiile partii active ale sculelor aschietoare. Unghiuri au notatiile generale prezentate in continuare, dar primesc si un indice inferior corespunzator planului in care se masoara acestea. Cele mai utilizate unghiuri sunt urmatoarele:

– unghiul de asezare constructiv (principal si secundar ′) este unghiul format de planul muchiei aschietoare si fetele de asezare corespunzatoare;

– unghiul de degajare constructiv (principal si secundar ′) este unghiul format de planul fetei de degajare si planul de baza constructiv;

– unghiul de ascutire constructiv (principal si secundar ′) este unghiul format de planul tangent la fata de degajare si planul tangent la fata de asezare respectiva, intr-un punct dat al muchiei aschietoare;

Fig. 10. Geometria cutitului de strung

a ,a′ – unghiul de asezare principal, respectiv secundar; g ,g′- unghiul de degajare principal respectiv secundar; β ,β′- unghiul de ascutire principal, respectiv secundar; kr ,k′r  – unghiul de atac principal, respectiv secundar; lT – unghiul de inclinare al taisului; εr – unghiul la virf al cutitului.

– unghiul de inclinare al taisului T este unghiul format de muchia aschietoare si planul de baza, masurat in planul muchiei aschietoare;

– unghiul de varf r este unghiul format de planele tangente la muchiile principala si respectiv secundara de aschiere;

–      unghiul de atac constructiv (principal kr si secundar k′r) este unghiul format de directia proiectiei taisului principal, respectiv secundar, pe planul de baza, cu directia avansului (planul de lucru).

Relatiile matematice ce se stabilesc intre unghiurile care se masoara in planul de baza constructiv si respectiv in planul de masurare constructiv sunt:

kr + εr + k′r = 180˚                                             (1.1)

+ ± = 90˚                                                (1.2)

Formele si parametrii uzurii

In procesul de aschiere scula se uzeaza ca urmare a interactiunii reciproce cu semifabricatul: scula aschiaza semifabricatul si acesta, impreuna cu aschia, supun scula unui proces de uzare. .

Uzura sculei aschietoare are o influenta negativa asupra desfasurarii procesului de aschiere, asupra preciziei dimensionale si de suprafata a pieselor, precum si asupra consumului de material. Realizarea unor piese de calitate ridicata, stabilirea unor regimuri de aschiere mai productive precum si utilizarea rationala si eficienta a sculelor aschitoare impun cunoasterea comportarii lor la uzare. .

Fig. 11. Suprafața de uzură a piesei

Marea varietate a pieselor intanlite in undustria constructoare de masini, conditiile tehnice impuse acestor piese, precum si modalitatea prelucrarii acestora in conditii cat mai economice, au condus la crearea diferitelor procedee de prelucrare prin aschiere. Diversitatea mare a formelor si dimensiunilor pieselor supuse prelucrarii reclama o mare varietate de scule aschietoare ale caror taisuri au insa elemente comune, la toate sculele indepartarea aschiilor realizandu-se prin efectul de pana.

Intrucat la toate sculele aschietoare se intanlesc aceleasi elemente geometrice, acestea se definesc pentru cutitul de strung, care sta la baza tuturor sculelor aschietoare. .

Fig. 12. Elementele cutitului de strung

Fig. 13. Sistemul de referinta constructiv

Suprafetele si taisurile sculei pot ocupa diferite pozitii relative in spatiu, care se definesc prin unghiurile pe care le face cu axele sau planele unui sistem de referintatriotogonal drept.Aceste unghiuri pot fi indicate in raport cu sistemul de referinta constructiv sau in raport cu sistemul de referinta functional.

In raport cu sistemul de referinta constructiv, numit si sistemul de referinta al sculei, se indica unghiurile necesare confectionarii, ascutirii si verificarii geometriei partii active a sculei aschietoare. Sistemul de referinta constructiv este format din planul de baza constructiv, planul muchiei de aschiere constructiv si planul de masurare constructiv.

Fig. 14. Unghiurile constructive ale cutitului de strung

Planul de baza constructiv contine punctul de pe taisul sculei in care se masoara geometria si este paralel cu planul de sprijin al sculei.

Planul muchiei de aschiere constructiv contine taisul sculei sau tangenta la tais si este perpendicular pe planul de baza constructiv.

Planul de masurare constructiv trece prin punctul considerat de pe tais si este normal atat pe planul muchiei de aschiere constructiv cat si pe cel de baza constructiv.

Unghiurile sculei, adica unghiurile penei de aschiere, se definesc in planul de masurare. In mod similar se definesc aceleasi unghiuri si pentru taisul secundar al sculei cu mentiunea ca unghiurile taisului secundar poarta indicele 1 .

Fig. 15. Sistemul de referinta functional

Unghiurile reale cu care lucraeaza scula in procesul de aschiere , numite unghiuri efective sau unghiuri functionale, se masoara in raport cu sistemul de referinta functional. Acest sistem de referinta este format din planul de baza functional, planul muchiei de aschiere functional si planul de masurare functional.

Aschia. Valorile care definesc marimea aschiei sunt cunoscute sub denumirea de parametri aschiei. Marimile aschiei nedetasate se pot defini prin parametrii geometrici sau prin parametrii tehnologiei.

Fig. 16. Unghiurile efective in procesul de aschiere

Sectiunea teoretica a aschiei nedetasate q se poate calcula cu relatia:

q=axb=txs

Din cauza avansului si a unghiului de atac secundar al sculei sectiunea nominala nedetasata a aschiei qn, are o valoare mai mica decat sectiunea teoretica nedetasata cu marimea sectiunii ramase pe suprafata piesei Qr care este egala cu suprafata triunghiului ABC .

Datorita acestui lucru suprafata prelucrata a piesei rezulta cu neregularitati geometrice de inaltime Rmax.

Formarea aschiei. La aschierea metalelor , in timpul indepartarii adaosului de material sub forma de aschii, au loc o serie de fenomene fizice foarte complexe.

In urma comprimarii materialului de catre fata de degajare a sculei care inainteaza spre materialul de prelucrat, o parte insemnata a materialului de prelucrat sufera o deformatie elastica , iar in fata sculei va exista un volum limitat de material deformat plastic. In momentul in care materialul de prelucrat si-a epuizat capacitatea sa de deformatie plastica, se produce desprinderea elementului de aschiere din restul materialului in lungul unui plan inclinat cu unghiul fata de directia miscarii principale a sculei. In timpul avansarii sculei , elementul de aschie format , se deplaseaza continuu in lungul fetei de degajare a sculei, iar un al doilea element incepe sa se formeze analog cu primul, fenomenul repetandu-se.

Fig. 17. Parametrii aschiei

Materiale folosite pentru scule aschietoare

Datorita solicitarilor mecanice si termice deosebite, la care sunt supuse sculele aschietoare, materialul din care se confectioneaza partea activa a acestora trebuie sa satisfaca anumite conditii: rezistenta mecanica, rezistenta la uzura si duritate ridicata; tenacitate si stabilitate la temperaturi inalte; sa aiba o conductibilitate termica si o calibilitate buna; sa aiba un cost cat mai scazut.

Otelurile carbon pentru scule sunt aliaje fier-carbon cu un continut de 0.6-1.4% carbon. Cu cresterea continutului de carbon creste duritatea materialului dar scade tenacitatea.

Fig. 18. Sectiunea teoretica si nominala a aschiei

Otelurile aliate pentru scule contin pe langa carbon si alte elemente de aliere, ca de exemplu crom , wolfram, mangan, molibden, nichel , vanadiu etc. Prezenta acestor elemente de aliere ridica calitatea sculelor confectionate din aceste materiale , permitand folosirea unor viteze de aschiere mai mari. Sculele confectionate din aceste materiale isi mentin capacitatea de aschiere pana la temperatura de 250-350 grade Celsius.

Otelurile rapide au ca elemente principale de aliere Wolframul , cromul si vanadiul. Au o duritate ridicata, o mare rezistenta mecanica si rezistenta la uzura. Isi pastreaza proprietatile aschietoare pana la temperatura de 550-600 grade celsius.Au o calibilitate foarte buna din care motiv pot fi utilizate la confectionarea sculelor cu variatii de sectiune.Comportarea sculei in timpul aschierii este mult influentata de tratamentul termic.

Carburile metalice se obtin prin sinterizarea carburilor de wolfram, titan, tantal legate intre ele cu un liant care in general este cobaltul si mai rar nichelul. Au o mare stabilitate la temperaturi inalte, mentinand capacitatea de aschiere pana la temperatura de 900-1000 grade celsius.

Materialele mineralo-ceramice se obtin prin sinterizarea oxidului de aluminiu in placute de forme si dimensiuni dorite. Pe langa oxidul de aluminiu pot avea mici cantitati de molibden si titan sau cantitati reduse de carburi de wolfram, titan si molibden. Acest materiale rezista pana la temperaturi din zona de aschiere cuprinse intre 1100-1200 grade celsius sunt insa fragile fiind sensibile la socuri si vibratii. Au un cost relativ scazut, dar costul ascutirii este de cateva ori mai mare decat cel al elaborarii.

Diamantul fiind materialul cu duritatea cea mai ridicata asigura o foarte buna rezistenta la uzura in timpul aschierii. Prin slefuire se poate asigura sculei un tais foarte fin. Rezista pana la temperaturi de 1600-1800 grade celsius. Diamantul fiind foarte fragil, se poate folosi doar la prelucrari de finisare cand aschierea are loc fara socuri sau trepidatii.

Materialele abrazive sunt granule foarte dure prinse cu ajutorul unui liant in corpuri abrazive de diferite forme si dimensiuni.Granulele abrazive din care se pot confectiona corpuri abrazive pot fi naturale si artificiale. In practica se folosesc cele artificiale.

Liantii folositi pot fi anorganici si organici. Cel mai frecvent se utilizeaza liantul organic , iar in cazul discurilor abrazive de grosimi mici cauciucul se foloseste ca liant din cauza elasticitatii mari.

Granulele abrazive se uzeaza in timpul aschierii, pierzandu-si capacitatea de aschiere. Aceste granule uzate sunt eliminate din liant de fortele de aschiere. Daca liantul retine puternic granula abraziva sunt necesare forte de aschiere mai mari care apar la granulele mult prea uzate, iar daca liantul retine slab granulele abrazive acestea sunt eliminate inainte de a atinge uzura admisibila.

Rezistenta pe care o pune liantul la smulgerea granulelor din corpul abraziv se indica prin duritatea corpului abraziv . Pentru indicarea duritatii discurilor abrazive se folosesc literele mari ale alfabetului .

I.3. Tipuri de mașini de frezat

1. Mașini de frezat universale. Mașinile de frezat universale au o largă răspândire, fiind utilizate atât în producția de unicate, cât și in aceea de serie la prelucrarea pieselor de dimensiuni mici și mijlocii. Pe aceste mașini se frezează suprafețe plane orizontale, verticale sau înclinate, suprafețe profilate, canale drepte sau elicoidale găuri rotunde sau alungite etc (Fig. 19).

Fig. 19. Operații de frezare

Caracterul universal al acestor mașini de frezat este imprimat de posibilitățile tehnologice multiple rezultate din dotarea lor cu cap de frezare vertical și cu o serie de dispozitive auxiliare (cap divizor, masă rotativă, menghină înclinabilă, ș.a.), precum și de unele particularități constructive care permit, de exemplu, pivotarea mesei în plan orizontal.

2. Mașini de frezat cu batiu vertical. Mașinile de frezat cu batiu vertical sunt destinate prelucrării pieselor de dimensiuni și greutăți mijlocii și mari. În comparație cu mașinile de frezat cu consolă, aceste mașini au nu numai dimensiuni mai mari, dar și o putere instalată mai mare și o construcție mai robustă, favorabila utilizarii unor regimuri de așchiere intensive.

2.1. Mașini de frezat cu batiu cu masă deplasabilă in două direcții. Aceste mașni sunt dotate cu un singur cap de frezare, având arborele principal orizontal sau vertical. Capul de frezare este plasat pe grilajele verticale ale montantului, deplasarea sa pe această direcție fiind utilizată în vederea poziționării sau ca mișcare de lucru. La unele construcții de mașini de frezat cu batiu cu masă deplasabilă în două direcții, avansurile sunt continuu reglabile, pentru acționarea lanțurilor cinematice de avans fiind utilizate motoare electrice de curent continuu. Deplasările rapide sunt acționate prin transmisii care ocolesc cutia de avansuri și realizează rapoarte de transmitere mai mari.

În scopul îmbunătățirii preciziei dimensiunilor și a calității suprafețelor pieselor prelucrate, la mașinile de frezat plan cu batiu și masă deplasabilă în doua direcții de concepție modernă s-au adoptat o serie de soluții constructive, cum ar fi: utilizarea șuruburilor cu bile, echiparea mașinilor cu aparate de citire a cotelor de mare prezicie sau cu sisteme de afișare a cotelor ș.a. Precizia poate fi imbunătățită și prin blocarea pe grilaje a elementelor care nu se deplasează în cursul uneo faze de lucru.

2.2. Mașini de frezat longitudinal cu masă mobilă. Sunt destinate executării unor operații de frezare plană și profilată la piese de dimensiuni mari. Masa acestor mașini nu are decât mișcarea de avans longitudinal. Construcția deosebit de rigidă a mașinilor de frezat longitudinal permite utilizarea unor regimuri intensive, piesele fiind de obicei complet prelucrate dintr-o singură trecere. Varietatea constructivă a acestor mașini se obține pe seama montării în diferite variante a unor componente tipizate. .

La construcțiile cu un singur montant principal, se poate obține o rigidizare suplimentară prin intermediul unui montant secundar, care închide cadrul mașinii. Montantul secundar servește în unele cazuri la susținerea suportului dornului portfreză. Între mașinile de frezat longitudinal cea mai largă răspândire o au mașinile de frezat tip portal, mașini prevăzute cu doi montanți, susținând fiecare câte un cap de frezare și cu unul, două sau chiar trei capete de frezare montate pe traversa mobila. .

3. Mașini de frezat cu masă circulară. Sunt mașini de productivitate ridicată, utilizate în producția de serie mare și de masă. Alimentarea acestor mașni se realizează în timpul mersului, fără oprirea mișcării de avans, ceea ce duce la eliminarea timpilor auxiliari, neproductivi. .

Mașinile de frezat cu masă rotativă circulară (Fig. 20), numite și mașini de frezat carusel, sunt prevăzute cu unul sau două capete de frezare și sunt utilizate la prelucrarea suprafețelor plane ale pieselor.

Fig. 20. Construcția și schema cinematică structurală a unei mașini de frezat cu masă rotativă

Mașinile fiind destinate producției de serie mare, reglarea turatiei arborilor principali ai capetelor de frezare, precum și reglarea turației mesei circulare se efectueaza prin roți de schimb. .

4. Mașini de frezat cu comandă după program. Suprafețele generate de mașinile de frezat cu consolă sau cu batiu sunt în general suprafețe simple, realizate prin imprimarea profilului sculei pe piesa de prelucrat. O serie de suprafețe de configurație complexa, de exemplu suprafețele matrițelor și poansoanelor de forjare, a celor de ambutisare a pieselor de caroserie, suprafețele elicelor navelor. .

În prelucrarea suprafețelor cu generatoare programată se disting următoarele situații:

Dacă curbele generatoare ale suprafețelor de prelucrat nu pot fi exprimate analitic și nu pot fi aproximate decât cu mare greutate prin segmente de dreaptă și prin arce de cerc, generarea suprafețelor se realizează prin copiere, adică prin transferarea curbei generatoare de pe un șablon sau model pe suprafața piesei de prelucrat. În această situație se impune, evident, ca șablonul sau modelul să poată fi realizat in condiții acceptabile din punct de vedere economic, iar caracterul producției să justifice cheltuielile legate de fabricarea sa. .

Dacă dimpotrivă, suprafața de lucrat are o curbăgeneratoare care poate fi exprimată analitic sau care poate fi descompusă relativ ușor și cu precizie satisfacătoare în segmente de dreaptă și arce de cerc, se recomandă utilizarea mașinilor de frezat cu comandă numerică. .

4.1. Mașini de frezat prin copiere. Mașinile de frezat prin copiere sunt destinate prelucrarii unor piese cu profil complex prin reproducerea formei după șablon sau model. Copierea se realizează în plan sau in spațiu, cele două tipuri de suprafețe realizandu-se pe mașini de frezat cu construcție, cinematică și sisteme de comandă distincte. .

Pe anumite tipuri de mașini de frezat prin copiere avansul de urmărire se produce după două direcții, mișcarea de transport fiind înlocuita de o a doua mișcare de copiere. Sesizoarele utilizate pe mașinile de frezat prin copiere sunt în mod frecvent de tip inductiv. .

4.2. Mașini de frezat prin conturare cu comandă numerică după program.

Aceste mașini constituie una dintre cele mai răspândite grupe de mașini-unelte cu comandă numerică. Acest tip de mașini-unelte, datorită gamei largi de operatii ce pot fi realizate pe ele, sunt dotate, de regulă, cu echpamente numerice complexe de conturare. După poziția și numărul arborilor principali, mașinile de frezat cu comandă numerică de conturare pot fi orizontale, verticale și cu cap revolver. Particularitățile lor, față de cele convenționale, sunt de natură constructivă și cinematică. .

Lăgăruirea arborelui principal asigură o rigiditate sporită permițând prelucrarea cu regimuri intensive. Un exemplu de lăgpruire este indicat in fig. 4. În față exista un rulment radial, având două rânduri de role, doi rulmenți axiali cu bile, iar in spate tot un rulment radial cu două rânduri de role. .

Fig. 21. Schema principală de lăgăruire a arborelui principal

Capitolul II:Stadiul actual al tehnicii referitor la decuparea pieselor din structuri metalice

II.1. Stadiul tehnicii

Prezenta lucrare ajuta la executarea unei analize privind influenta parametrilor de prelucrare pe o masina de tip portal denumite Portatec Twin contour . Acestea sunt masini cu comanda numerica de tip Sinumerik Siemens. Ca anduranta , acestea au un atu in fata altor producatori deoarece materialele de fabricatie sunt de inalta calitate iar simplitatea programarii a dus la o buna intrebuintare a acesteia.

(povesteste despre debitarea cu plasma , jet de apa, laser , etc – avantaje/ dezavantaje, poze, descrieri etc)

II.2. Obiectiv lucrare

Ca obiectiv, lucrarea are de prezentat o analiza a influenței parametrilor de prelucrare asupra cantității suprafeței la operațiile de frezare.Aceasta are ca scop indentificarea diferentelor de contur si raza aduse pieselor in lucru si analizarea acestora.

Piesele sunt prelucrate pe un CNC de tip portal denumita Portatec Twin Contour , 12 din acestea pe tabla de aluminiu avand ca material (5044A 1.4) iar restul de 12 pe un alt material (5044A 1.6) . Ca metoda de producere a pieselor sunt folosite scule aschietoare de tip freza . Pentru executia pieselor au fost folosite freze cu diametru de 3 si de 6.

Capitolul III: Conditii experimentale

III.1. Prezentare utilaj

PORTATEC este un specialist în dezvoltarea și producția de mașini de frezat portal de înaltă performanță pentru tăierea suprafetei mare de materiale ușoare, cum ar fi aluminiu, plastic și materiale armate cu fibre. Ele sunt automatizate si sunt dinsponibile in 3 axe de lucru (x,y,z) cu colectoare de span si masa cu vacuum. Asezarea colii pe masina se realizeaza cu ajutorul unei macarale ce are ca sistem de prindere ventuze . Acestea formeaza o prindere ferma si asigura o siguranta marita la manevrarea acesteia.

Portatec este o firma ce se evidentiaza prin profesionalism si calitate de productie , masinile fabricate de acest producator sunt recunoscute in marile industrii si au un rol important in productia de masa.

CARACTERISTICI DE CALITATE ALE UNUI SISTEM PORTATEC

Grad ridicat de individualizare a mașinii de proiectare și structura

Capacitatea de integrare excelentă în procesele de producție existente

Servicii rapide,fiabile

Grad ridicat de automatizare și fiabilitate a procesului, datorita tehnologiei de prindere vilmillTM

Masive, rigide, extrem de dinamice, eficiente energetic și de încredere

Furnizare controlată proces câmpurilor de vid cu una sau două nivele de vid

Selecția componentelor de calitate superioară

Operațiune foarte ușoară și perioada scurtă de instruire

Compatibilitatea cu software-ul de producție CAM moderne .

Dimensiunile standard ale suprafețelor de lucru (suprafețe de vid) pentru mașini de frezat BASIC PORTATEC:

Portatec twin-contour

Prezentare generala utilaj

Fig. 1. Prezentare din fata utilajului

1. Panou de comanda;

2. Masa de prelucrare;

3. Masa exterioara pentru scoaterea materialului prelucrat.

Fig. 2. Prezentare interioara a utilajului

1. Masa prelucrare

2. Magazia de scule

3. Usa de acces din interiorul masinii

4. Capuri de prelucrare

Fig. 3. Magazia de scule

Magazie Spindle 1

Magazie Spindle 2

Sistem de masurare Spindle 2 a frezelor

Conuri cu freze pentru prelucrare

Suport in magazie pentru conurile cu freze

Sistem de masurare Spindle 1 a frezelor

Fig. 4. Componente ale capului de prelucrare

1. Sistem colector span

2. Garnitura pentru etansare a sistemului de aspiratie

3. Con cu freza pentru prelucrare

4. Buton prindere/desprindere con

5. Reglare presiune aer pentru lichid de racire a frezei (Sentos)

6. Furtun evacuare span, catre aspirator

Fig. 5. Aspirator colectare span

1. Container principal conectare span

2. Furtun evacuare span

3. Maner desfacere container span

4. Container secundar span

5. Maneta curatare burduf aspirator

Fig. 6. Componente racire Spindele

1. Recipient sub presiune cu lichid de ungere Sentos

2. Reglare presiune aer pentru lichidul de racire Sentos

3. Capac recipient

4. Manetă inchidere/deschidere valva

5. Buton de urgență/stop

6. Racire Spindele

7. Indicator temperatură și nivel lubrifiant

Fig. 7. Închidere/deschidere utilaj

Buton pornire/oprire utilaj

Prezentarea detaliată a panoului de comandă Sinumerik de la Siemens

Fig. 8. Panou cu display Sinumerik de la Siemens

Display

Tastatură alfabetică

Tastatură numerică

Butoane inserare și ștergere valori

Butoane gestionare progamare, vacuum și scule

Săgeți pentru navigare în meniu

Meniu pentru afișare funcții

Butoane control display

Descrierea butoanelor de pe panoul Sinumerik

Tabel 1.

Tabel 2.

Prezentarea meniului principal

Fig. 9. Meniu principal utilaj

Modul actual al mașinii: Manual, Auto sau MDI

Afișare nr. Program

Afișare axe și poziție a utilajulu

Afișare freză actuală

Afișare avans în lucru

Afișare turație spindle

Afișare timp total de prelucrare a programului

Afișare program

Prezentarea detaliată a panoului de control al utilajului

Fig. 10. Panoul pentru manevrare utilaj

Buton ON/OFF

Buton urgentă STOP

Butoane de reset comenzi pe manual

Butoane ungere Spindle, Vacuum, Aspirator

Butoane manevrare manuala pe axe X,Y,Z

Buton modificare turatie Spindle

Buton modificare avans prelucrare

Indicator ON/OFF pentru spindle

Indicator ON/OFF pentru turatie spindle

Afisare luminoasa pompe vacuum

Pornirea masinii

Pornirea mașinii se face prin actionarea manetei de culoare roșie (fig.7.) . Dupa pornirea masinii si intrarea in sistemul BIOS al masinii , se intra in meniul principal, pentru referentierea pe axe a utilajului.

Fig. 11. Referentierea pe axe a utilajului

Pornirea referentierei incepe cu afisarea in meniu a tuturor axelor ce urmeaza sa fie referentiate (Fig.11, Captura 1 ) . Imediat , softul indica o eroare (Fig.11, Captura 2) ,,Axis waiting for motor module”, ceea ce ne arata faptul ca se asteapta ca toata axele sa fie referentiate. Dupa efectuarea tuturor axelor (Fig.11, Captura 3) , softul ne indica eroarea ,,Test of safety functions necessary” si trebuie tinut apasat pe butonul ,,ON” 3 secunde (Fig.9, Captura 1). Dupa efectuarea acestei operatii, toate axele vor fi referentiate si pe ecran va aparea eroarea ,,Axis X1 rests on software limit switch” (Fig.11, Captura 4) si trebuie sa apasam butonul ,,Reset” pentru a o sterge.

Încărcarea unui program

Fig. 12. Încărcare program

De pe panoul de comandă, se dă click pe butonul ,,Program manager” pentru a intra în meniul de programare ,,NC” ce urmează a fi reluate pe utilaj. Din meniul de programare, se dă click pe ,,NB” pentru a accesa rețeaua locală, unde sunt stocate toate programele trimise de către inginerii de schimb. Din acest meniul se caută programul ce dorim să îl copiem (ex: PO5883004) și dăm click pe butonul ,,Copy”. După ce am efectuat această operație, ne întoarcem în meniul de programare al utilajului prin apăsarea butonului ,,NC” și dăm ,,Paste” pentru a salva programul. Selectăm programul folosind butonul ,,Imput” și dăm click pe ,,Execute”.

Pentru pașii ce trebuiesc urmați cu privire la materailul ce trebuie încarcat pe mașină se urmărește SOP-ul afișat la mașină.

Reluare de program

Fig. 13. Reluare program

Pentru a opri un program și să facem reluare de program, trebuie mai întâi să dăm un reset, apăsând pe butonul ,,Reset”. Schimbăm freza, o încărcăm înapoi în capul de prelucrare și ne întoarcem la meniul principal. Din meniu, se dă click pe butonul ,,Block search”, iar apoi pe ,,Intrerupt point”. După accesare, softul caută în mod automat linia la care utilajul a fost întrerupt, în cazul nostru, linia ,,N300”. După ce această linie a fost căutată, dăm click pe ,,Start search” și ne va apărea o feseastră nouă, în care ne spune ,,Search target reached”, adică linia căutată a fost găsită și se poate continua cu rularea programului. Se dă click pe ,,Ok”, apoi apăsăm butonul ,,Cycle start”. Utilajul va începe imediat să măsoare sculele noi puse, iar după terminare o nouă ferestră apare, în care ni se spune că putem continua cu programul. Dăm ,,Ok”, iar programul va rula de la linia întreruptă.

III.2. Material utilizat

Aluminiul, cel mai raspandit element metalic din scoarta pamantului, a capatat, in secolul nostru, o importanta deosebita. Dupa fier, a devenit metalul  cu cea mai larga intrebuintare. Datorita proprietatilor sale s-ar putea spune ca fara aluminiu progresul civilizatiei umane si chiar nasterea unor noi domenii de activitate tehnico – industriala, inclusiv zborurile cosmice, ar fi de neconceput. .

Acesta are multe intrebuintari de aceea astazi industria aerospatiala este de neconceput fara aluminiu si aliajele sale. Si in mijloacele de transport terestre (automobile, vagoane de cale ferata, etc.) aluminiul isi aduce o importanta contributie. De asemenea, vastele retele elctrice cu ajutorul carora energia electrica este transportata la mari distante nu s-ar fi putut realiza numai pe baza de cupru, fara aportul aluminiului. .

Pentru realizarea proiectului de licenta , am folosit tabla din aluminiu cu grosimi diferite dar cu aceeasi calitate de material. Pentru primele 12 piese am folosit grosimea de 1.4 si calitatea 5044A iar pentru celelalte 12 piese am folosit grosimea de 1.8 la aceeasi calitate de material.

Acest tip de tabla se foloseste in industria aeronautica intens si este un bun material pentru fabricarea de subansamble si ansable de avion. Aceasta se foloseste la fabricarea componentelor pe avioane de tip Boeing , Gkn , Airbus , Dassault si multe altele. Este un material tare ce poate fi tratat pana la 500˚C.

Pentru masina de rutaj , acest material este foarte bine prelucrat deoarece fiind un material tare nu aduce probleme la debitare, bavura ce rezulta este mica , ceea ce rezulta o buna productivitate.

Cerinte tehnice

5044A

III.3. Program rutaj aplicat

Pentru intocmirea planului de rutaj a fost nevoie de un post-procesor denumit ASCO. In acesta , se pot introduce dxf-uri si pot fi transpuse pe coli de tabla si asezate in orice fel atat timp cat dimensiunile pieselor nu depasesc coala selectata. Asco poate genera frezari de suprafata , tesituri , pocket-uri si decupaje prin frezare. Dxf-urile se prezinta sub forma initiala iar orice modificari aduse acestuia sunt procesate de Asco si transpuse pe planul de rutaj. Dupa intocmirea planului , acesta automat transmite programul catre masina de rutaj in memoria acesteia urmand ca operatorul sa il execute cand ii va venii randul.

Plan de rutaj pentru piesele cu grosimea de 1.8 5044A

Plan de rutaj pentru piesele cu grosimea de 1.4 5044A

Pe planul de rutaj se regasesc timpi de procesare ai masinii pentru un anumit program, calitatea materialului , grosimea acestuia, reperele incarcate pe plan,dimensiunea colii de tabla, numarul de plan si subplan precum si deseul ce rezulta in urma prelucrarii.

Dupa cum se observa in cele de mai sus, am folosit diferite turatii si avansuri de lucru in prelucrarea pieselor. Fiecare piesa la finalul executiei a fost notata si introdusa in ambalaj inscriptionat de plastic.

Pentru executarea in serie a acestor piese pe coala intreaga de tabla (2500×1200) , masina de rutaj poate realiza urmatoarele obiective:

Sistem de fixare coala de tabla pe masina de rutaj Portatec

Capitolul IV: Rezultate si Discutii

IV.1. Conditii experimentale

Materialul folosit a fost aluminiu placat 5044A cu grosime de 1.4 si respectiv 1.8. Pentru fiecare plan in parte de rutaj , au fost folosite turatii si avansuri de prelucrare diferite. Sa plecat de la o turatie de 30000 rot/min apoi 15000 rot/min si in final 10000 rot/min.

Pentru fiecare turatie in parte s-au folosit diferite avansuri de prelucrare diferite cum ar fi : fv1=110; fv2=80; fv3=40 fv4=20.

Pentru a observa diferente intre piesele prelucrate pe aceeasi masina , sa ales folosirea a 2 grosimi diferite deoarece cu cat crestem grosimea materialului de prelucrat cu atat apar diferente de debitare (rutare) freza este supusa unei tensiuni mai mari si unei uzuri premature.

Tolerantele in care se incadreaza piesele se afla intre 16.000 maxim si 14.900 minim pentru R1 iar pentru R2 intre 10.350 maxim si 10.050 minim.

IV.2. Rezultate

S-au analizat cele doua tipuri de piese pe grosimi diferite iar in urma verificarilor exista totusi mici diferente de raza si diametru la gaura.

In tabelul de mai jos sunt prezentate razele R1 si R2 ce au fost verificate pe fiecare piesa in parte. Fiecare piesa a fost prinsa fix , fara jocuri de un dispozitiv de masurare in 3 axe cu aer comprimat.

Tabla de 1.4 5044A

Tabla 1.8 5044A

IV.3. Concluzii

Exista totusi mici diferente intre fiecare piesa in parte. Acestea sunt influentate de viteza de avans , turatie dar si de sculele aschietoare. Cu cat avansul este mai mare iar turatia la spindle este mica cu atat scula aschietoare rupe din material si nu mai uniformizeaza decuparea. In aceste conditii , scula aschietoare este intens fortata iar uzura este prematura , ducand intr-un final la ruperea acesteia .

Cu cat avansul de lucru este mai mare cu atat turatia trebuie sa compenseze miscarea rapida a masini pe axele de lucru . In testele facute , se observa ca turatia influenteaza cu mult calitatea prelucrarii pieselor, iar uzura masini si a sculelor este mult mai mare in cazul folosirii nedecvate .

In tabelul de mai jos sunt afisate piesele prelucrate si diferentele vizibile intanlite in urma testelor efectuate

Exista mici vibratii in cazul pieselor ce au fost prelucrate la un avans mare si o turatie de lucru mica , aici intervine fenomenul de zimtare a decupajului , atunci cand freza nu mai executa operatia de taiere ci mai mult rupe din material. Piesele se incadreaza in tolerante.

5044A 1.4

5044A 1.8

Capitolul V: Traseul tehnologic

Pentru a identifica trasabilitatea unui reper, avem nevoie de un traseu tehnologic. Acesta diferă de la piesă la piesă și poate fi complex în cazul în care clientul dorește anumite operații. Fișa tehnologică cuprinde toate stadiile piesei încă de la eliberarea documentației de către un inginer tehnolog, până la ambalarea și expedierea produsului către client.

Trasabilitatea este procedeul de urmărire pe flux a unui produs și de identificare a erorilor apărute în diferite stagii. Aceasta ajută la întoarcerea pe flux încă de la stadii primare a unei probleme apărute în operația curentă.

Mai jos am prezentat o fișă tehnologică prin care își poate face prezentă trasabilitatea. Fișa tehnologică cuprinde toate operațiile prin care trece piesa folosită pentru licență, precum și desenul 2D cotat și etalonat la imprimantă, da și desfășurata acestuia.

Desen desfășurată

Fișă de măsurători

Mylar

Bibliografie

Carti:

‚‚Tehnologie mecanica si masini unelte’’ Editura didactica si pedagogica Bucuresti 1982 – M.Mehedinteanu D.HOLLANDA I.Sporea

‚‚Exploatarea Masinilor unelte’’ Editura didactica si pedagogica Bucuresti 1983 – A.Albu AL.vaida TR.aurite M.cret E.constantin

Pagini web:

http://www.rasfoiesc.com/inginerie/tehnica-mecanica/ASCHIEREA-NOTIUNI-DE-TEORIA-AS88.php

Startseite